制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級兩個被提到最多的概念非工業(yè)4.0和3D打印莫屬。前者代表著互聯(lián)網(wǎng)時代工業(yè)生產(chǎn)的未來圖景，后者則完全顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)的加工裝配方式。兩大新型制造路徑如何演進(jìn)，未來的交集在哪，能否產(chǎn)生顛覆式產(chǎn)業(yè)變革?本文綜合一些研究結(jié)果與各位分享。

3D打印并非嶄新概念。

第一代3D打印機(jī)誕生于80年代中后期，主要是以能夠打印模型為主，到了后期以開發(fā)模具為主，逐步演變?yōu)榭焖僦圃?。而目前所說的3D打印，更多是在最近幾年由模具模型發(fā)展到能夠打印出高精度的功能性產(chǎn)品，以“增材制造”為本質(zhì)的3D打印2.0。

工業(yè)4.0更多是一種生產(chǎn)模式變革。

工業(yè)4.0其實是一個德國政府提出的高科技計劃，號稱是第四次工業(yè)革命。一般理解，第一次工業(yè)革命是利用水力及蒸汽的力量作為動力源，第二次工業(yè)革命則使用電力為非常出名的大量生產(chǎn)提供動力與支持，第三次工業(yè)革命則是使用電子設(shè)備及信息技術(shù)(IT)來校除人為影響以增進(jìn)工業(yè)制造的自動化。德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)及科技部聯(lián)合資助的工業(yè)4.0計劃投資2億歐元，用來提升制造業(yè)的電腦化、數(shù)字化、與智能化，其本質(zhì)是通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

工業(yè)4.0可以分為三大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等;三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。

現(xiàn)階段工業(yè)4.0與3D打印并無真正交集，但未來呢?

雖然智能生產(chǎn)中納入了3D技術(shù)，但就兩個概念本身，在演進(jìn)路徑上還沒有產(chǎn)生真正的交集。直到今天，3D打印機(jī)依然還是孤零零的一臺機(jī)械設(shè)備的存在，速度問題、穩(wěn)定性問題、材料問題仍在困著這3D打印的規(guī)模化應(yīng)用，充其量只能算是工業(yè)4.0在制造方式上的一個選項而已。

但未來，隨著機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計算等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，活體油墨、智能材料的不斷完善，智能3D打印時代必將到來，真正成為智能制造不可或缺的一部分。未來配備“3D打印技術(shù)的機(jī)器人將變得更加智能化，自動化程度也將顯著提高。它將會按照設(shè)計好的圖紙自行加工、配送原材料、自我校正、后處理、檢測、包裝”，“3D打印的后處理數(shù)字化流程將得到優(yōu)化，一方面利用3D打印技術(shù)加工一些金屬零部件，同時，利用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行后處理，將兩種技術(shù)融合，集成在一個平臺”。或許到那個時候，按照工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的智能工廠將會遍布各種3D打印機(jī)器人，從想法到產(chǎn)品的實現(xiàn)時間將大幅縮短。